Какое изменение внутренней энергии происходит при растворении 1 моля цинка в разбавленной серной кислоте при

Для решения этой задачи мы можем использовать первый закон термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии (\(\Delta U\)) системы равно сумме тепла (\(Q\)), сообщенного системе, и работы (\(W\)), совершенной над системой:

\[
\Delta U = Q - W
\]

В данной задаче тепло, выделяющееся при растворении цинка, отдается системе (это значит, что оно будет положительным), поэтому \(Q = +143,1\) кДж.

Также в задаче сказано, что при растворении 1 моля цинка образуется 1 моль водорода, поэтому можем сказать, что количество работы, совершенной против внешнего давления (\(W\)), будет равно произведению давления (\(P\)) на изменение объема (\(\Delta V\)), где \(\Delta V\) - изменение объема системы. Объем в данном случае образовавшегося водорода будет равен его молярному объему \(V_m\), который при нормальных условиях равен 22,4 л/моль. Таким образом,

\[
\Delta V = V_m = 22,4 \, \text{л/моль}
\]

Теперь нам нужно определить давление (\(P\)). В задаче не указано явно, но мы можем предположить, что процесс растворения цинка происходит в открытой системе при атмосферном давлении, поэтому для нашего случая \(P = 1\) атм = \(101,3\) кПа.

Тогда работа, совершенная против внешнего давления, будет равна:

\[
W = -P \cdot \Delta V = -101,3 \, \text{кПа} \cdot 22,4 \, \text{л/моль}
\]

Т.к. знак минус означает, что работа совершается над системой, то мы должны поменять знак работы на положительный.

Теперь, используя первый закон термодинамики, мы можем определить изменение внутренней энергии системы:

\[
\Delta U = Q - W = 143,1 - (-101,3 \cdot 22,4)
\]

Подставим значения и вычислим:

\[
\Delta U = 143,1 + 2268,32 = 2411,42 \, \text{кДж}
\]

Таким образом, изменение внутренней энергии системы при растворении 1 моля цинка в разбавленной серной кислоте при 293 К составляет 2411,42 кДж.